PERANCANGAN USER REQUIREMENTS SPECIFICATION (URS) SISTEM OTOMASI TERINTEGRASI PADA STASIUN EXTURNING, DRILLING- CHAMFERING, DAN THREADING DI PT

PERANCANGAN USER REQUIREMENTS SPECIFICATION (URS) SISTEM OTOMASI TERINTEGRASI PADA STASIUN EXTURNING, DRILLINGCHAMFERING, DAN THREADING DI PT. ABC DESIGN OF USER REQUIREMENTS SPECIFICATION (URS) INTEGRATED AUTOMATION SYSTEM IN EXTURNING, DRILLING-CHAMFERING, AND THREADING WORKSTATION AT PT.ABC 1

Mohammad Bilghifari Astian, 2Haris Rachmat 3Teddy Sjafrizal

1,2,3

Program Studi Teknik Industri, Fakultas Rekayasa Industri, Telkom University [email protected], [email protected], [email protected]

1

ABSTRACT The development of the manufacturing industry today has grown rapidly making company in charge to have a good competitiveness in terms of quality and quantity of the products it produces. The use of automation technology can result in increased production speed, and high accuracy rate with human labor less. The use of automation technology must be planned carefully so as not to affect system changes significantly. Such changes such as the redesign of the overall automation system that will affect the manufacturing industry expenses. Therefore, it takes a mature design automation system that automation technology can be carried out in accordance with the flow of the production process. To know all the needs of the automation system required the design of User Requirement Specification (URS). Then after understanding the needs, then use the control philosophy that will serve the user to understand the basis of the automation system to be determined. Based on research conducted it can be concluded that the design of the User Requirements Specification (URS) process automation system manufacture Arm Stay RH K25 successfully designed. Results of the study consisted of clarification process description, control philosophy (selection of hardware) and a description of the electrical diagram exturning station, station drilling and chamfering, and threading stations. Keywords:— Otomasi, URS, Process Description, Electrical Diagram, Control Philosophy

ABSTRAK Perkembangan dunia industri manufaktur zaman sekarang telah berkembang pesat yang membuat perusahaan di tuntut untuk memiliki daya saing yang baik dari sisi kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkannya. Penggunaan teknologi otomasi dapat menghasilkan peningkatan kecepatan produksi, dan tingkat akurasi yang tinggi dengan tenaga kerja manusia yang lebih sedikit. Penggunaan teknologi otomasi harus direncanakan dengan matang agar tidak berdampak pada perubahan sistem secara signifikan. Perubahan tersebut seperti redesign system otomasi secara menyeluruh yang akan berpengaruh pada biaya pengeluaran industri manufaktur. Oleh karena itu, dibutuhkan perancangan sistem otomasi yang matang agar teknologi otomasi dapat dilakukan sesuai dengan alur proses produksi. Untuk mengetahui segala kebutuhan dari sistem otomasi diperlukan perancangan User Requirement Spesification (URS). Kemudian setelah memahami kebutuhan yang diperlukan, maka digunakan control philosophy yang akan dijadikan pengguna untuk memahami dasar dari sistem otomasi yang akan ditentukan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa perancangan User Requirements Specification (URS) sistem otomasi proses pembuatan Arm Stay RH K25 berhasil dirancang. Hasil penelitian terdiri dari penjelasan process description, control philosophy (pemilihan hardware) dan gambaran electrical diagram pada stasiun exturning, stasiun drilling & chamfering, dan stasiun threading. Kata kunci:— Otomasi, URS, Process Description, Electrical Diagram, Control Philosophy

1.

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Perkembangan dunia industri manufaktur zaman sekarang telah berkembang pesat yang membuat perusahaan di tuntut untuk memiliki daya saing yang baik dari sisi kualitas dan kuantitas produk yang dihasilkannya. Segala kegiatan proses produksi yang sebelumnya menggunakan manusia (manual) telah menjadi otomatis dengan menggunakan teknologi otomasi. Teknologi otomasi dapat menghasilkan peningkatan kecepatan produksi, efisiensi penggunaan material, peningkatan keamanan kerja dan tingkat akurasi yang tinggi dengan tenaga kerja manusia yang lebih sedikit (Groover M. , 2001). Maka dari itu pemanfaatan teknologi menjadi sesuatu yang harus dilakukan. Begitu pula dengan pemanfaatan teknologi komunikasi yang dapat mendukung perusahaan mewujudkan sistem yang terintegrasi dengan membangun rantai komunikasi antara elemen produksi. Berdasarkan Gambar 1 menunjukan nilai investasi untuk penerapan teknologi otomasi pada tahun 2012 yaitu sebesar 6 juta dolar Amerika dan akan terus meningkat selama 6 tahun kedepan pada tahun 2018 (Talpur, 2014).

Gambar 1 Pangsa Pasar Perangkat Otomasi Dalam proses pengimplementasian sebuah sistem otomasi yang baik, bila pada perencanaan dan pertimbangan yang dibuat tidak sesuai dengan kondisi aktualnya atau tidak sesuai dengan yang diharapkan maka akan berdampak pada perbaikan secara keseluruhan (Love, 2007). Hal yang paling berdampak adalah biaya sebab dalam penerapannya butuh biaya yang besar agar berjalan sesuai yang direncanakan. Untuk mengetahui segala kebutuhan dari sistem otomasi diperlukan perancangan URS (User Requirement Spesification). URS merupakan langkah awal dan paling krusial dalam teknologi otomasi, karena akan menentukan kualitas dan biaya kebutuhan proses diproduksi sebuah produk (Chlique & Guegen, 1996). Perancangan URS mengharuskan pengguna memberikan penjelasan secara detail mengenai gambaran proses suatu sistem otomasi dan kebutuhan otomasi pada industri manufaktur agar sesuai dengan kebutuhan (Zikra, 2013). Kemudian setelah memahami kebutuhan yang diperlukan, maka digunakan control philosophy yang akan dijadikan pengguna untuk memahami dasar dari sistem otomasi yang akan ditentukan. Setelah menggambarkan rangkaian proses, akan dilakukan analisa untuk menghasilkan alur proses berupa Electrical Diagram. Perancangan URS yang dibuat pada penelitian ini akan berfokus pada merancang desain sistem otomasi terintegrasi pada proses pembuatan Arm Stay K25 RH yang terdapat pada mesin auto-lathe 1, mesin auto-lathe 2, dan mesin thread-roll di PT. ABC. 1.2 Tujuan Penelitian Tujuan yang diangkat dalam tugas akhir ini yaitu: Merancang User Requirements Specification (URS) sistem otomasi terintegrasi pada stasiun exturning, drillingchamfering, dan threading di PT. ABC. 2. Landasan Teori 2.1 User Requirement Specification URS merupakan rancangan untuk mendeskripsikan sebuah peralatan atau sistem yang dapat menunjang sebuah sistem otomasi. URS berfungsi untuk mengartikulasi fungsionalitas yang dibutuhkan suatu sistem kontrol yaitu process description, electrical diagram, dan control philosophy (Love, 2007). Tujuan dari adanya perancangan URS ini untuk memberikan sebuah pondasi yang jelas pada suatu proyek. Oleh karena itu, pembuatan sebuah URS harus selengkap mungkin agar jalan proyek sesuai dengan yang diharapkan.

2.1.1 Process Description Process Description menyediakan secara rinci informasi mendasar bagi supplier untuk memahami tujuan dari sebuah proses yang dirancang (Love, 2007). Secara umum, process description disediakan agar supplier dapat memberikan penilaian terhadap sistem kontrol yang dirancang berdasarakan informasi yang terdapat pada process description. Sebuah process description harus menyediakan informasi yang rince agar memudahkan engineer untuk mengembangkan sistem otomatisasi dalam industri manufaktur. Informasi tersebut seperti (Love, 2007): a. Diagram alir proses produksi (flow chart) b. Proses produksi eksisting pada setiap stasiun kerja c. Sifat dari proses yang dilakukan 2.1.2 Control Philosophy Pada dasarnya control philosophy merupakan kumpulan syarat-syarat pada kebijakan desain dan prinsip yang mendasari keputusan-keputusan yang terkait dengan sistem kontrol yang akan dirancang (Love, 2007). Inti dari penggunaan control philosophy untuk membuat supplier mengerti terhadap sistem kontrol yang ditetapkan. Control philosophy dapat berupa spesfikasi hardware yang digunakan dalam sistem otomatisasi. Pertimbangan penggunaan hardware dapat didasari pada perhitungan dasar, seperti tegangan listrik. 2.1.3 Electrical Diagram Electrical Diagram merupakan diagram yang digunakan untuk merepresentasikan sebuah jalur electric (Rockis, 2001). Berdasarkan tujuan dan metode representasinya electrical diagram dibagi menjadi dua klasifikasi yaitu wiring diagram dan schematic diagram. a. Schematic diagram Schematic diagram merupakan diagram yang digunakan untuk mempermudah pemahaman dari operasi sebuah listrik. Diagram ini diatur agar mempermudah pembuatan sirkuit dalam garis lurus dengan mudah. Sebuah schematic diagram harus dibuat sesederhana dan sejelas mungkin. Gambar merupakan bahasa bagi engineer dalam berkomunikasi. Komunikasi yang dilakukan membutuhkan suatu standar agar semua orang dapat mengerti seperti apa gambar yang dimaksud. 2.2 Definisi Otomasi Otomasi adalah suatu teknologi yang membuat sebuah proses dapat dikerjakan tanpa bantuan manusia (Groover M. , 2001). Otomasi diimplementasikan dengan menggunakan program perintah yang dikendalikan oleh sistem kontrol yang kemudian akan dieksekusi oleh sistem kontrol. 2.3 Sensor Dalam sistem otomasi, sensor merupakan sebuah inputan sebuah proses atau alur. Sensor adalah alat ukur yang digunakan untuk mendeteksi variabel fisik seperti temperatur, gaya, atau tekanan (Groover M. , 2001). Sensor memiliki macam yang berbeda-beda yang telah diatur untuk pengumpulan data dari proses manufaktur yang digunakan sebagai pengontrolan feedback dari sistem. Sensor terbagi menjadi 2 bagian, yaitu : Analog Sensor & Discrete Sensor. 2.4 Controller Dalam otomasi, controller merupakan otak atau pusat pengendalian dari sistem. Controller terdiri dari mikroprosesor sebagai pusat operasi matematik dan operasi logi, memori sebagai penyimpan data, dan power supply sebagai sumber tenaga. Dalam penelitian ini, controller yang dipakai adalah PLC. PLC merupakan pengendali berbasis microcomputer yang menggunakan instruksi-instruksi yang tersimpan dalam memori yang dapat diprogram untuk menerapkan logika, pengurutan, timing, counting, dan fungsi matematika melalui modul input/output (I/O) digital atau analog, untuk mengendalikan mesin dan proses (Groover M. , 2008). 2.5 Actuator Aktuator merupakan peralatan mekanis untuk menggerakan atau mengontrol sebuah mekanisme proses yang terotomasi. Dalam otomasi aktuator merupakan elemen terakhir yang berperan sebagai pelaksana perintah yang diberikan oleh controller. Jenis aktuator seperti conveyor, relay, silinder dan motor induksi. Aktuator dalam kenyataanya terdiri dari beberapa aktuator lainnya yang masing-masing outputnya akan menjalankan serangkaian aktuator lain. Aktuator dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu (Groover M. , 2001): electrical actuator, hydraulic actuator, dan pneumatic actuator. Contoh dari electrical actuator itu seperti solenoid, motor AC & DC, motor stepper, dan lain sebagainya.

3.

Pembahasan

3.1 Metodologi Penelitian

MODEL KONSEPTUAL

Identifikasi Kebutuhan

Process Description

Control Philosophy

Electrical Diagram

User Requirement Specification

Perancangan Komunikasi dan Konfigurasi Jaringan Wireless

Perancangan Sistem Otomasi menggunakan PLC

Perancangan HMI

Input Database

Perancangan SCADA & Sistem Otomasi Terintegrasi Menggunakan Jaringan Wireless Pada Stasiun Kerja Exturning, Drilling-Chamfering, Dan Threading Di PT. ABC

Gambar 2 Metodologi Penelitian Pada Gambar 2 dijelaskan bahwa fokus kajian penulis dalam penelitian ini berada pada Perancangan User Requirements Specification (URS) Sistem Otomasi Terintegrasi Pada Stasiun Kerja Exturning, DrillingChamfering, Dan Threading Di PT. ABC. Perancangan URS yang dilakukan berupa perancangan process description, perancangan control philosophy dan perancangan electrical diagram. 3.2 Deskripsi Stasiun Kerja PT. ABC Menurut urutan kegiatannya, pembuatan Arm Stay K25 RH yang ada pada PT. ABC dapat dibagi dalam 3 stasiun kerja yang dijalankan pada mesin 3, yaitu: Ex-Turning

DrillingChamfering

Threading

Gambar 3 Alur pembuatan Arm Stay K25 RH berdasarkan stasiun kerja 1.

Stasiun Ex-Turning Stasiun Ex-Turning (External Turning) merupakan stasiun tahap awal yang termasuk pada pembubutan silinder. Material tersebut memiliki ukuran panjang 17 cm dengan diameter 9 mm dengan toleransi sebesar 0,5 mm. Proses ini dijalankan oleh mesin Auto-lathe 1, dengan 1 operator dengan waktu 9 detik.

Gambar 4 Stasiun Kerja Exturning pada mesin Auto-lathe 1 2.

Stasiun Drilling-Chamfering Stasiun Drilling-Chamfering merupakan tahap kedua yang mana sisi atas material akan dilakukan proses chamfering dan setelah itu akan diproses drilling. Tahap ini akan dijalankan di mesin Auto-lathe 2, dengan 1 operator dengan waktu 9 detik.

Gambar 5 Stasiun Kerja Drilling-Chamfering pada mesin Auto-lathe 2 3.

Stasiun Threading-Roll Stasiun Threading merupakan tahap terakhir yang menutup serangkaian proses pembuatan Arm Stay K25 RH, yang kemudian akan dilanjutkan ke proses berikutnya. Threading bertujuan untuk membuat bentuk ulir pada hasil bagian batang yang telah diturning agar dapat dipasangkan pada kendaraan bermotor. Proses pembuatan ulir dikerjakan di mesin thread-roll oleh 1 orang operator dengan waktu 4 detik.

Gambar 6 Stasiun Kerja Threading pada mesin Thread-roll

3.3 Kondisi Eksisting Proses Produksi Pembuatan Arm Stay Flowchart sistem eksisting, terlampir pada lembar lampiran. 3.4 Identifikasi Kelemahan Sistem Eksisting Dari hasil identifikasi terhadap sistem eksisting pada proses produksi pembuatan Arm Stay K25 RH pada stasiun exturning, drilling & chamfering, dan threading di PT. ABC terdapat beberapa kelemahan yaitu: a. Perpindahan material antar mesin masih manual menggunakan operator. b. Setiap mesin memiliki 3 operator yang dirasa kurang efektif. c. Lead-time dan idle time pada proses setiap stasiun memiliki potensi meningkat dikarenakan adanya proses menunggu dan proses transportasi masih menggunakan manusia. d. Masing-masing mesin masih memiliki 1 pengendali yang berbeda, yang membuat sistem tidak terintegrasi. e. Sistem eksisting belum terhubung dengan sebuah sistem monitoring proses yang sedang berjalan dan sistem otomasi yang digunakan belum dapat mendukung fleksibilitas lokasi stasiun kerja. f. Maintenance sistem memerlukan pengaturan ulang kabel-kabel penghubung antar PLC.

g.

Kondisi sistem yang ada sulit untuk menghubungkan antara kabel controller dengan personal computer untuk melakukan pemantauan produksi.

Maka terdapat beberapa hal yang diperlukan untuk mengatasi kelemahan yang ada pada sistem eksisting yaitu: a. Perlu adanya sistem otomasi terintegrasi pada proses produksi pembuatan Arm Stay K25 RH yang terintegrasi melakukan monitoring & controlling terhadap proses yang sedang berjalan sehingga dapat mengurangi terjadinya human error. b. Dibutuhkan suatu sistem otomasi yang memungkinkan controller untuk berhubungan dengan controller lainya sehingga dapat tercipta suatu sistem yang terintegrasi. c. Diperlukan media penghubung antar controller maupun personal computer yang fleksibel dan berjangkauan luas, untuk meminimasi ongkos instalasi. No

Tabel 1 Kebutuhan sistem Identifikasi Kelemahan Sistem Eksisting

Problem Solving komunikasi antar PLC terintegrasi

1

setiap mesin belum bekerja secara padu

2

belum adanya sistem controlling & monitoring

SCADA

3

media penghubung masih bersifat wireline

media Wireless

3.5 Perancangan Proses Usulan 3.5.1 Process Description Process Description merupakan suatu tools yang digunakan dalam membuat User Requirement Specification (URS) yang menggambarkan suatu proses untuk membantu user memahami informasi dalam melakukan pengendalian berupa diagram alir proses. Pada gambar IV.1 digambarkan proses pembuatan Arm Stay K25 RH memiliki aliran proses yang bersinggungan dengan stasiun kerja pada penelitian ini, yaitu pada stasiun kerja exturning, drilling-chamfering, dan threading. Dalam sistem eksisting terdapat beberapa hal yang dinilai kurang efisien dan dapat menimbulkan potensi defect, maka dari itu terdapat beberapa usulan untuk process description yang dirancang terintegrasi. 1. Usulan pada stasiun kerja exturning dan drilling-chamfering 2. Usulan pada stasiun kerja threading 3. Usulan pada proses perpindahan material antar stasiun kerja Flowchart proses usulan, terlampir pada lembar lampiran. 3.5.2 Control Philosophy List dan spesifikasi hardware yang digunakan pada stasiun kerja exturning, drilling-chamfering, dan threading, terlampir pada pada lampiran. 3.5.3 Electrical Diagram Electrical diagram yang dirancang terlampir pada lembar lampiran. 3.6 Analisis Sistem Usulan Sistem otomasi terintegrasi yang diterapkan pada proses pembuatan Arm Stay K25 RH diharapkan dapat mengoptimalkan output yang dihasilkan dan waktu siklus yang lebih singkat. Hal ini dilakukan dengan cara mengintegrasikan tiga stasiun kerja yaitu exturning, drilling-chamfering, dan threading. Pengintegrasian ini bertujuan untuk memaksimalkan output dari proses produksi Arm Stay K25 RH dan mempersingkat waktu siklus. Selain itu, dalam sistem yang diusulkan ini memiliki sebuah sistem buffer dalam proses produksi dikarenakan setiap stasiun memiliki waktu yang beragam sehingga meminimasi kemungkinan idle time dan bottleneck untuk menjadi sebuah sistem yang terintegrasi.

Teknologi otomasi terintegrasi yang diterapkan pada tiga stasiun kerja ini diharapkan akan meningkatkan kualitas pada produk, karena terdapat perbaikan dan usulan pada beberapa proses didalamnya, seperti:

a) Proses clamping pada stasiun exturning dan drilling-chamfering

b)

c)

Pada proses ini material yang terletak pada mulut collet akan dicengkram agar material kokoh, lalu kemudian spinddle akan mulai berputar, hal ini diusulkan agar menjaga kualitas pada material, karena dengan yang dijelaskan pada sistem eksisting terdapat potensi adanya goresan atau defect pada proses tersebut apabila bergerak bersamaan. Penambahan sensor pada hooper di stasiun exturning Penambahan sensor pada hooper ini bertujuan untuk mempermudah operator dalam melakukan reload material pada hooper. Pada kondisi eksisting, hooper diisi secara manual oleh operator. Kondisi tersebut dapat meningkatkan human error karena apabila operator telat dalam mengisi material di dalam hooper maka dapat mengakibatkan meningkatnya idle time pada mesin yang membuat produksi menjadi delay. Maka dari itu dalam sistem usulan, operator dapat dibantu oleh sebuah sensor yang diletakkan pada bagian hooper, sehingga ketika ketika hooper sudah harus diisi maka akan tampil sebuah pemberitahuan kepada operator. Merubah sistem manual pada stasiun threading menjadi sistem otomasi Sistem eksisting pada stasiun threading masih bersifat manual, maka dari itu demi terciptanya sistem otomasi terintegrasi, dibutuhkan standarisasi pada setiap stasiun kerja. Stasiun threading dirancang berjalan otomatis yang mana sensor output pada stasiun drilling-chamfering akan menjadi trigger untuk proses di stasiun threading.

Dalam sistem usulan yang dirancang juga terdapat fungsi controlling dan monitoring yang sebelumnya tidak ada, hal ini digunakan agar mempermudah operator dalam pengawasan selama proses produksi. Di samping itu, sistem usulan juga dapat mengurangi jumlah operator dalam bekerja, yang secara eksisiting memiliki tiga operator pada tiga stasiun kerja, menjadi hanya 1 operator yang bekerja pada tiga stasiun kerja tersebut. 3.7 Analisis Process Description Penggambaran proses yang terjadi pada proses pembuatan Arm Stay K25 RH sangat penting dilakukan karena dibutuhkan oleh entitas untuk mengetahui alur proses dari material awal yang masuk di stasiun exturning hingga sampai di stasiun threading. Selain itu process description dibutuhkan untuk mempermudah penerapan sistem otomatisasi yang akan dibuat. Illustrasi skema process description terlampir di lampiran. 3.8 Analisis Control Philosophy Penentuan spesifikasi hardware yang diperlukan sehingga peralatan dan instrumen yang terdapat dalam sistem otomasi terintegrasi pada stasiun extutning, drilling-chammfering, dan threading dapat menjalankan sistem sesuai dengan fungsinya. Selain itu, jika peralatan tidak sesuai, dapat memungkinkan arus pendek terjadi pada sistem, dimensi tidak sesuai dengan persyaratan tekanan, deteksi ketidakakuratan jarak, dan lain-lain. 3.9 Analisis Electrical Diagram Perancangan electrical diagram merupakan suatu diagram dua dimensi pada industri yang menunjukkan hubungan dan adanya saling keterkaitan antar equipment dan instrumentation yang terpasang pada sistem kontrol di industri khususnya untuk stasiun exturning, drilling-chamfering, dan threading. Electrical diagram memiliki peranan yang penting apabila terjadi perawatan dan modifikasi terhadap proses yang digambarkan serta dapat menjadi acuan bagi pengembang sistem kontrol pada saat menentukan strategi kontrol yang digunakan.

4.

Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan kesimpulan bahwa perancangan User Requirements Specification (URS) sistem otomasi pada stasiun kerja exturning, drilling-chamfering, & threading di PT. ABC telah berhasil dirancang yang terdiri dari process description usulan di stasiun kerja exturning, drilling-chamfering & threading, kemudian pemilihan hardware di bagian control philosophy yang berupa spesifikasi hardware dan penggambaran electrical diagram. User Requirements Specification (URS) tersebut akan berguna untuk membuat sistem kontrol otomasi terintegrasi pada stasiun kerja exturning, drilling-chamfering, & threading di PT. ABC.

5.

Daftar Pustaka

[1] Chlique, P., & Guegen, H. (1996). User's Requirement Specification for Control : an Object-Oriented Approach, 296-301. [2] Groover, M. (2001). Automation,Production Systems and Computer Integrated Manufacturing (Vol. 2nd Edition). New Jersey: Prentice Hall. [3] Groover, M. (2008). Automation, Production Systems, and Computer-Aided Manufacturing (Vol. 3rd Edition). New Jersey: Prentice Hall. [4] Love, J. (2007). Process Automation Handbook : a Guide to Theory and Practice. London: Springer-Verlab. [5] Petruzella, F. (2010). Electric Motor and Control System (Vol. 1st Edition). New York: McGraw-Hill. [6] Rockis, G. (2001). Electric Motor Controls. Florida: University of Florida. [7] Talpur, O. (2014). Building Automation Equipment Report.

Lampiran

1. Flowchart Sistem Eksisting MULAI

Mengaktifkan Power Supply

Setup Mesin dan Peralatan

Membuka katup Air Service Unit

Cek Sistem

TIDAK

Tower Lamp menunjukan lampu merah

Air Service Unit aktif

Counter value = 0

Mesin dan Peralatan sudah selesai setup dan semua dalam kondisi = 0

Material telah berada pada Hooper

Persiapan Awal Siap?

YA Lepas Tombol Emergency Stop

Mengaktifkan tombol Master On sistem

Tower Lamp akan menunjukan lampu Kuning

A

Gambar 1 Alur proses eksisting stasiun kerja exturning

A

YA

Tower Lamp akan menunjukan lampu hijau

Mode Auto?

TIDAK

Putar Selector Switch ke Mode Auto

Putar Selector Switch ke Mode Manual

Mengaktifkan tombol Autorun sistem

Aktifkan Tombol untuk silinder feeder

Sensor loading material (MIN) mendeteksi feeder loading

Silinder feeder aktif

silinder loading material akan aktif mendorong material ke dalam mesin

Aktifkan tombol untuk silinder stopper

Sensor loading material akan non-aktif

Material bergerak menuju mesin

Silinder stopper aktif

Silinder stopper bergerak maju

Aktifkan tombol untuk silinder clamp

Silinder loading material akan ada dalam kondisi MAX

Silinder clamp aktif

Sensor loading material (MAX) mendeteksi silinder loading

Berhasil?

TIDAK

Aktifkan tombol silinder eretan Z

Silinder eretan Z aktif

YA Silinder Clamp akan aktif untuk melakukan proses clamping

Aktifkan tombol silinder eretan X

B

B

Gambar 2 Alur proses eksisting stasiun kerja exturning (lanjutan 1)

B

B

TIDAK Sensor Clamp (MAX) mendeteksi silinder clamping

Berhasil?

Silinder stopper bergerak mundur

Silinder loading material akan bergerak mundur ke titik awal

Sensor loading material MIN mendeteksi silinder loading material

Silinder eretan X aktif

E

YA

Spinddle aktif

D

Silinder eretan Z bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan Z (MAX) mendeteksi silinder eretan Z

Berhasil?

YA Silinder eretan X bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan X (MAX) mendeteksi silinder eretan X

Berhasil?

YA C

Gambar 3 Alur proses eksisting stasiun kerja exturning (lanjutan 2)

Tabel 1 Parameter pembanding antara Stasiun Kerja (Eksisting) Exturning, Drilling-Chamfering, dan Threading

Parameter (Unit)

Tombol Master On

Tombol Autorun

Tombol Emergency Stop

Air Service Unit

Counter

Tower Lamp

Hooper

Sensor Feeder (MIN)

Sensor Feeder (MAX)

Silinder Feeder

Silinder Stopper

Silinder Clamp

Spinddle

Silinder Eretan

Automated?

Air Regulator

Exturning

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

-

YA 2

DrillingChamfering

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

-

YA 3

Threading

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

-

Thread-Roll

Tombol Power Supply

TIDAK

1

Stasiun Kerja No

2

MULAI




Cek Sistem

TIDAK

Tower Lamp menunjukan lampu merah


Counter value = 0




YA Lepas Tombol Emergency Stop

Mengaktifkan tombol Master On sistem

Tower Lamp akan menunjukan lampu Kuning

A

Gambar 4 Alur proses eksisting stasiun kerja drilling-chamfering

A

YA

Tower Lamp akan menunjukan lampu hijau

Mode Auto?

TIDAK



Mengaktifkan tombol Autorun sistem

Aktifkan Tombol untuk silinder feeder

Sensor loading material (MIN) mendeteksi feeder loading

Silinder feeder aktif

silinder loading material akan aktif mendorong material ke dalam mesin

Aktifkan tombol untuk silinder stopper

Sensor loading material akan non-aktif


Silinder stopper aktif

Silinder stopper bergerak maju

Aktifkan tombol untuk silinder clamp

Silinder loading material akan ada dalam kondisi MAX

Silinder clamp aktif

Sensor loading material (MAX) mendeteksi silinder loading

Berhasil?

TIDAK

Aktifkan tombol silinder eretan Z1

Silinder eretan Z1 aktif

YA Silinder Clamp akan aktif untuk melakukan proses clamping

Aktifkan tombol silinder eretan X1

B

B

Gambar 5 Alur proses eksisting pada stasiun kerja drilling-chamfering (lanjutan 1)

B

TIDAK

B

Sensor Clamp (MAX) mendeteksi silinder clamping


Berhasil?

Sensor loading material MIN mendeteksi silinder loading material

Aktifkan tombol silinder eretan Z2

D

Silinder eretan Z2 aktif

Silinder stopper bergerak mundur

Silinder eretan X1 aktif

YA

Spinddle aktif

Silinder eretan Z1 bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan Z (MAX) mendeteksi silinder eretan Z1

Aktifkan tombol silinder eretan X2

Silinder eretan X2 aktif

E Berhasil?

YA Silinder eretan X1 bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan X (MAX) mendeteksi silinder eretan X1

Berhasil?

YA C


C

Silinder eretan (X1,Z1) akan bergerak ke posisi awal

Jeda 1 detik

Silinder eretan Z2 bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan Z (MAX) mendeteksi silinder eretan Z2

Berhasil?

YA Silinder eretan X2 bergerak maju

TIDAK

Sensor eretan X (MAX) mendeteksi silinder eretan X2

Berhasil?

YA Silinder eretan (X2,Z2) akan bergerak ke posisi awal

F


F

Sensor eretan Z (MIN) mendeteksi silinder eretan Z2

Berhasil?

Silinder Clamp akan non-aktif untuk melakukan proses unclamping

Spinddle Non-aktif

Material menuju sebuah wadah 2

Defect?


D

E

END


MULAI



Cek Sistem

Pastikan material TIDAK tidak terjepit pada mesin

Material yang telah selesai pada stasiun berikutnya telah siap



YA Tekan tombol Master ON untuk mengaktifkan spinddle

Mesin thread-roll akan aktif bekerja

Material yang berada di wadah

Operator kemudian memasukan material kedalam mesin thread-roll TIDAK

Proses Threading selesai?

YA Material akan ditaruh pada wadah 2

YA

Defect ?

TIDAK Material akan ditaruh pada wadah 1

Arm Stay K25 RH akan dibawa untuk diproses di mesin selanjutnya

END

Gambar 9 Alur proses eksisting pada stasiun kerja threading

2.

Flowchart Usulan Sistem Otomasi Terintegrasi

MULAI




Cek Sistem

TIDAK

tower_lamp_red (q0.0) menunjukan lampu merah


reset_counter (MB32) aktif




YA Lepas Tombol emergency_stop (i0.1)

Mengaktifkan tombol master_power (MB1) sistem

Tower_lamp_ yellow aktif

A

Gambar 10 Alur proses usulan sistem otomasi terintegrasi-1

A

YA

Mode Auto?

TIDAK



Mengaktifkan tombol_auto_run (MB4) sistem

cylinder_ feeder_frwrd (q8.4) aktif

Threading

K

sensor_load mat_min (i0.3) aktif

tower_lamp_gree n ( ) aktif

Material akan di reload pada hooper

DrillingChamfering

Exturning

cylinder_ loadmat_frwrd (q0.1) aktif

sensor_load mat_min (i0.3) nonaktif


cylinder_stopper_ frwrd (q8.6) aktif Berhasil?

cylinder_ feeder_bcrwd (q8.5) aktif

Silinder loading material akan ada dalam kondisi maksimum

sensor_load mat_max aktif (i0.4)

TIDAK

YA cylinder_clamp_ frwrd aktif (q0.1)

B


K

Exturning

tombol_Loadmat _1_Exturning (MB9)

tombol_Loadmat _Forward (MB7)

tombol_Loadmat _Backward (MB8)

cylinder_loadmat _Frwrd (q0.1) aktif

cylinder_loadmat _bcwrd (q0.2) aktif

tombol_Stopper_ 1_Exturning

tombol_Stopper_ Up (MB10)

tombol_Stopper_ Down (MB11)

cylinder_stopper_ frwrd (q8.6) aktif

cylinder_stopper_ bcwrd (q8.7) aktif

tombol_Clamp_1 _Exturning

tombol_Clamp_ Backward (MB14)

tombol_Clamp_ Forward (MB13)

L


L

cylinder_clamp_ frwrd (q0.3) aktif

cylinder_clamp_ bcwrd (q0.4) aktif

tombol_Spinddle _1_Exturning (MB20)

tombol_Spinddle _On (MB21)

tombol_Spinddle _Off (MB22)

spinddle (q0.5) aktif

spinddle (q0.5) non-aktif

tombol_Eretan_1 _Exturning (MB15)

tombol_Eretan_x (MB16)

tombol_Eretan_z (MB17)

tombol_Eretan_ forward (MB18)

tombol_Eretan_ backward (MB19)



cylinder_eretan_x fr(q8.0) aktif

cylinder_eretan_ xbw (Q8.1) aktif

cylinder_eretan_ zfr (q8.2) aktif

cylinder_eretan_ zbw (q8.3) aktif

X


K

DrillingChamfering

M

tombol_Loadmat _2_Chamfer-Drill (MB23)

tombol_Loadmat _Forward (MB7)

tombol_Loadmat _Backward (MB8)


cylinder_loadmat _ bcwrd (q0.1) aktif

tombol_Stopper_ 2_Chamfer-Drill (MB25)

tombol_Stopper_ Up (MB10)

tombol_Stopper_ Down (MB11)


cylinder_stopper_ bcwrd (q8.4) aktif

cylinder_clamp_ frwrd (q0.2) aktif


tombol_Spinddle _2_Drill-Chamfer (MB28)

tombol_Spinddle _On (MB21)

tombol_Spinddle _Off (MB22)

spinddle (q0.5) aktif

spinddle (q0.5) non-aktif

tombol_Eretan_2 _Chamfer-Drill (MB27)

N

tombol_Clamp_2 _Chamfer-Drill (MB26)

tombol_Clamp_ Backward (MB14)

tombol_Clamp_ Forward (MB13)

M


N

tombol_Eretan_2 _Chamfer (MB30)


tombol_Eretan_2 _Drill (MB31)












cylinder_eretan_ chamfer_xfr (q0.5) aktif

cylinder_eretan_ chamfer_xbw (q8.0) aktif

cylinder_eretan_ chamfer_zfr (q8.1) aktif

cylinder_eretan_ chamfer_zbw (q8.2) aktif

cylinder_eretan_ drill_xfr (q8.5) aktif

cylinder_eretan_ drill_xbw (q8.6) aktif

cylinder_eretan_ drill_zfr (q8.7) aktif

cylinder_eretan_ drill_zbw (q9.0) aktif

Y


K

Threading

tombol_Loadmat _3_Threading (MB24)


cylinder_loadmat _bckwrd (q0.1) aktif

tombol_Spinddle _3_Threading (MB29)

Spinddle (q0.2) aktif

Z Gambar 16 Alur proses usulan sistem otomasi terintegrasi-7

B TIDAK sensor_ clamp_max (i0.2) aktif

cylinder_stopper_ bcwrd (q8.7)



Berhasil?

YA

D

Spinddle (q0.5) aktif


TIDAK

sensor_ eretanz_ max (i0.5) aktif

Berhasil?


YA TIDAK

sensor_ eretanx_ max (i0.6) aktif

Berhasil?

YA

C


C

Silinder eretan (X,Z) akan bergerak ke posisi awal

sensor_ eretanz_min (i.07) aktif

counter_material_1 (MW33) aktif

Database material keluar pada stasiun exturning

Material akan menuju stasiun drill-chamfer

TIDAK

Buffer >= 10

Berhasil? TIDAK YA


spinddle_1 (q0.5) Non-aktif

Material menuju sebuah wadah

TIDAK

sensor_ output_1 (i.01) aktif

Berhasil? YA

Defect?

YA

sensor_load mat_min (i0.2) nonaktif


Silinder loading material akan ada dalam kondisi maksimum

cylinder_ loadmat_frwrd (q0.0) aktif

sensor_load mat_max aktif (i0.3)



Berhasil?

cylinder_clamp_ frwrd aktif (q0.2)

E


E

TIDAK

sensor_ clamp_max (i0.0) aktif

cylinder_stoper_b cwrd (q8.4) aktif



Berhasil?

YA spinddle_2 (q0.4) aktif

G

cylinder_eretan_ chamfer_zfr (q8.1) aktif

Berhasil? YA

TIDAK Jeda 1 detik

cylinder_eretan_ chamfer_xbw (q8.0) aktif

cylinder_eretan_ chamfer_zbw (q8.2) aktif

cylinder_eretan_ chamfer_xfr (q0.5) aktif

Silinder eretan chamfer (X,Z) kembali ke posisi semula

sensor_ chamfer_ max (i0.4) aktif

Jeda 1 detik

F


F sensor_drill _min (i0.6) aktif cylinder_eretan_ drill_zfr (q8.7) aktif

Berhasil?

YA

Jeda 1 detik spinddle_2 (q0.4) Non-aktif


cylinder_eretan_ drill_xfr (q8.5) aktif Material menuju sebuah wadah

sensor_drill _max (i0.5) aktif

TIDAK

YA

Defect?

TIDAK

Database material keluar pada stasiun drill-chamfer

counter_material_2 (MW12) aktif

Berhasil? Material akan menuju stasiun thread-roll

YA

cylinder_eretan_ drill_xbw (q8.6) aktif

cylinder_eretan_ drill_zbw (q9.0) aktif Buffer >= 10

Silinder eretan drill (X,Z) kembali ke posisi semula

H


TIDAK

H

Spinddle_3 (q0.2) aktif

sensor_ output_2 (i0.1) aktif

Material akan diproses dalam mesin thread-roll per 1 siklus

Berhasil?

sensor_ thread (i0.2) aktif

cylinder_loadmat_ frwrd (q0.0)

Berhasil?

Silinder dalam kondisi max

Spinddle_3 (q0.2) Non-aktif

sensor_load mat_max (i0.0) aktif

Defect?

Berhasil?

Material yang sudah di proses akan menuju sebuah wadah 1


Database material keluar pada stasiun threading

counter_output_3 (MW6)

cylinder_loadmat_ bckwrd (q0.1) aktif

I I

X D Y G Z END


3. List Kebutuhan dan Spesifikasi Instrumen FUNGSI

No

Instrument

1

Sensor Magnet

2

Sensor Inductive Proximity

3

Sensor Photoeletric

4

Contactor

5

PLC

DETECTOR

CONTROLLER

Silinder hooper (1)

Silinder loading material (1,2,3)

Silinder clamping (1,2) ACTUATOR

6 Silinder eretan exturning (1)

Silinder eretan chamfering (2)

Silinder eretan drilling (2)

Spesifikasi Jumlah : 13 unit Jarak deteksi : 7 mm Current Consumption : 10 mA Operating Voltage: 24 VDC Jumlah : 2 unit Jarak deteksi : 8 mm Current Consumption : 10 mA Operating Voltage: 12-24 VDC Jumlah : 2 unit Jarak deteksi : 200 mm Current Consumption : 40 mA Operating Voltage: 12-24 VDC Tipe : Metasol MC-9b-22b AC 3 Pole Rated operational power : 380 – 400 VAC Curent rating : 9 A Jumlah : 4 Unit Tipe : Siemens SIMATIC S7-1200 I/O Modul : 8 dig. input, 6 dig. Output Operating Voltage: 220 VAC Current Consumption : 1,5 A Type : double acting cylinder Piston diameter : 5 mm Bor Size : 8 mm Panjang stroke : 40 mm Jumlah : 1 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 16 mm Bor Size : 40 mm Panjang stroke : 200 mm Jumlah : 3 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 20 mm Bor Size : 50 mm Panjang stroke : 200 mm Jumlah : 2 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 20 mm Bor Size : 50 mm Panjang stroke : 200 mm Jumlah : 2 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 20 mm Bor Size : 50 mm Panjang stroke : 200 mm Jumlah : 2 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 20 mm Bor Size : 50 mm Panjang stroke : 200 mm

Silinder Stopper (1,2)

Motor

Tower Lamp

INSTRUCTION

7

Counter

PRESSURE AIR SUPPLY

8

Air Compressor

NETWORK

9

Wireless Router

Jumlah : 2 unit Type : double acting cylinder Piston diameter : 20 mm Bor Size : 50 mm Panjang stroke : 200 mm Jumlah : 2 unit Jenis : Motor three phase AC Kecepatan : 2200 rpm Torsi : 6.6 lb/ft Power : 1,5 kW Jumlah : 3 unit Tipe : SHEMSCO CPT5-3T-D industrial tower lamp Operating Voltage: 240 VAC Current Consumption : 0.19 A Type : Autonics Digital Counter CT4S-2P Konsumsi Energi : 4 Watt Operating voltage : 100-240 VAC Tipe : Reciprocating air compressors Power : 1.5 HP = 1119 Watt Operating Voltage: 380 VAC Current Consumption : 3.7 A Tipe : Huawei HG-532E WAN Port : ADSL/ADSL2/ADSL2+/RJ-11 LAN Port : 4 x 10/1000Mbps FE, RJ-45 WLAN Feature : 802.11b/g/n, 2T2R antenna up to 300Mbps Route Function : NAT/NAPT, RIP v1/v2 Security Support : SPI, ACL, DMZ, and prevents DoS attacks Support : WPA/WPA2, WPA-PSK, WPA2PSK, WEP QoS : Support PQ, WFQ, DSCP, and 802.1p IPv6 : Support IPv4 and IPv6 dual-stack, DS-lite Protocol : PPPoE, DHCP, UPnP, TR-069

4.

Electrical Diagram Date :

Drawing Name : Electrical Diagram-PLC EXTURNING

Project Name :

03-06-2015

PT. ABC

General Notes :

loadmat_cylinder

WIRING DIAGRAM PNEUMATIC

4

2

5

3

Q0.2

clamping_cylinder

Q0.1

SV _1

4

2

5

3

Q0.4

stopper_cylinder

Q0.3

SV _2

1

MASTER_ON = Master_ON I0.0 = Sensor Hooper I0.1 = Emergency Stop I0.2 = Sensor Clamp Max I0.3 = Sensor Loading Material Min I0.4 = Sensor Loading Material Max I0.5 = Sensor Eretan Z Max I0.6 = Sensor Eretan X Max I0.7 = Sensor Eretan Z Min C = Contactor E1 = Sensor Magnet 1 E2 = Sensor Magnet 2 E3 = Sensor Optik 3 E4 = Sensor Magnet 4 E5 = Sensor Magnet 5 E6 = Sensor Magnet 6 E7 = Sensor Magnet 7 SV_1 = Solenoid Valve 1 SV_2 = Solenoid Valve 2 SV_3 = Solenoid Valve 3 SV_4 = Solenoid Valve 4 SV_5 = Solenoid Valve 5 SV_6 = Solenoid Valve 6

4

2

5

3

Q8.6

Q8.7

SV _3

1

1

2

MASTER_ON 1

3

eretan_z_cylinder_turning

4

2

5

3

Q8.2

Q8.3

SV _4

eretan_x_cylinder_turning

4

2

5

3

Q8.0

Q8.1

SV _5

1

hooper_cylinder

4

2

5

3

Q8.5

Q8.4

1

SV _6

11

13

1

ELECTRICAL DIAGRAM +24V

1

3

5

7

9

15

C E1

I0.4

E2

I0.3

E3

I0.0

E4

I0.2

E5

I0.5

E6

I0.6

E7

Drawing Number : 001

I0.7

Area : Q0 . 5

STASIUN EXTURNING

0V

Author: MOHAMMAD BILGHIFARI ASTIAN

Date :

Drawing Name : Electrical Diagram-PLC DRILLING-CHAMFERING loadmat_cylinder

S V _1

4

clamping_cylinder

S V _2

2

Q0.1

Q0.0 5

4

Q0.2 5

1


4

MASTER_ON = Master_ON I0.0 = Sensor Clamp Max I0.1 = Sensor Material I0.2 = Sensor Loading Material Min I0.3 = Sensor Loading Material Max I0.4 = Sensor Eretan X Chamfer Max I0.5 = Sensor Eretan X Drill Max I0.6 = Sensor Eretan X Drill Min C = Contactor E1 = Sensor Magnet 1 E2 = Sensor Magnet 2 E3 = Sensor Induktif Proximity E4 = Sensor Magnet 3 E5 = Sensor Magnet 4 E6 = Sensor Magnet 5 E7 = Sensor Magnet 6 SV_1 = Solenoid Valve 1 SV_2 = Solenoid Valve 2 SV_3 = Solenoid Valve 3 SV_4 = Solenoid Valve 4 SV_5 = Solenoid Valve 5 SV_6 = Solenoid Valve 6 SV_7 = Solenoid Valve 7

2

Q8.3

Q8.4

3

5

3

1

1

2

MASTER_ON 1

3

eretan_z_cylinder_chamfer eretan_x_cylinder_chamfer

S V _4

4

S V _5

2

Q8.1

Q8.2 5

4

2

5

3

Q0.5

Q8.0

3 1

1

eretan_z_cylinder_drill

ELECTRICAL DIAGRAM

S V _6

4

Q8.7

Q9.0 5

eretan_x_cylinder_drill

S V _7

2

4

2

5

3

Q8.5

PT. ABC

General Notes :

stopper_cylinder

S V _3

2

Q0.3

3

Project Name :

03-06-2015

Q8.6

3 1

Drawing Number :

1

002 1

+24V

3

5

7

9

11

13

14

Area :

STASIUN DRILLING-CHAMFERING E1

I0.2

E2

I0.3

E3

I0.1

E4

I0.0

E5

I0.4

E6

I0.5

C

E7

Q0 . 5 0V

15 I0.6

Author:

MOHAMMAD BILGHIFARI ASTIAN

Date :

Drawing Name : Electrical Diagram-PLC THREADING

Project Name :

03-06-2015

PT. ABC

loadmat_cylinder

General Notes :


4

2

5

3

Q0.0

MASTER_ON = Master_ON I0.0 = Sensor Loading Material Min I0.1 = Sensor Material I0.2 = Sensor Thread C = Contactor E1 = Sensor Magnet E2 = Sensor Induktif Proximity E3 = Sensor Optik SV_1 = Solenoid Valve 1 CNT = Counter Finish Product

Q0.1

S V _1

1 2

MASTER_ON 1

3

ELECTRICAL DIAGRAM 1

+24V

3

5

6

Drawing Number : 003 C E1

I0.0

E2

I0.2

E3

Area :

7 I0.3

STASIUN THREADING C NT

0V

Author: MOHAMMAD BILGHIFARI ASTIAN

PERANCANGAN USER REQUIREMENTS SPECIFICATION (URS) SISTEM OTOMASI TERINTEGRASI PADA STASIUN EXTURNING, DRILLING- CHAMFERING, DAN THREADING DI PT

Recommend Documents